Un nuevo estudio aporta información valiosa sobre la metilación del ADN y la expresión génica en la población infantil

Un nuevo estudio liderado por ISGlobal, centro impulsado por la Fundación "la Caixa", identifica asociaciones entre el patrón de metilación del ADN y los niveles de expresión génica en muestras de sangre de niñas y niños. Los hallazgos, publicados en eLife, proporcionan al personal investigador una poderosa herramienta para entender mejor la asociación entre las exposiciones ambientales tempranas, los cambios epigenéticos y las enfermedades. 

Las células de una misma persona comparten el mismo ADN pero no expresan los mismos genes. Cada tipo de célula expresa un conjunto diferente de genes, lo que le permite ejercer una función única. Esto está regulado por el epigenoma, es decir, las modificaciones químicas del genoma (incluida la metilación del ADN) que determinan la activación o desactivación de genes. Además de su papel central en regular el desarrollo, el epigenoma también permite a las células responder a factores ambientales. En años recientes, numerosos estudios (denominados estudios de asociación de todo el epigenoma) han tratado de relacionar la exposición a factores ambientales con alteraciones en la metilación del ADN y enfermedades. Sin embargo, la mayoría de los análisis no permiten determinar si estos sitios metilados afectan a la expresión de genes vecinos ni cómo lo hacen. 

"Identificar asociaciones entre los niveles de metilación del ADN y la expresión de ciertos genes podría ayudarnos a interpretar mejor los estudios de asociación de todo el epigenoma y a entender los procesos biológicos que conducen a la enfermedad", afirma Mariona Bustamante, investigadora de ISGlobal que ha codirigido la investigación junto con Carlos Ruiz-Arenas, de la Universidad Pompeu Fabra.

En este estudio, el equipo investigador se propuso identificar las asociaciones entre los niveles de metilación del ADN en determinadas regiones del genoma con la expresión de los genes cercanos (conocido como metilación de rasgos cuantitativos de expresión o eQTM), utilizando muestras de sangre de 832 niños y niñas de entre 6 y 11 años de edad, del proyecto Human Early Life Exposome (HELIX). En primer lugar, se evaluaron los niveles de metilación y de expresión génica en cada muestra. En segundo lugar, se relacionó cada gen con el sitio o sitios de metilación más cercanos. El análisis identificó casi 40.000 asociaciones significativas entre los niveles de metilación y la expresión génica. En la mayoría de los casos, el sitio de metilación estaba bastante cerca del gen regulado, y en el 59% de los casos, había una relación inversa entre la metilación y los niveles de expresión génica (es decir, a mayores niveles de metilación, menor expresión génica). Solo el 13,8% de las asociaciones identificadas se encontraron también en personas adultas. "Esto era de esperar, ya que se sabe que la metilación del ADN y la expresión génica cambian con la edad, aunque también podría deberse a diferencias en el diseño de los estudios ", explica Carlos Ruiz-Arenas, primer autor del estudio.

"Nuestros resultados proporcionan un catálogo de asociaciones entre metilación y expresión génica que podría convertirse en una poderosa herramienta para ayudar a los investigadores e investigadoras a interpretar estudios de asociación de todo el epigenoma en población infantil", señala Bustamante. El catálogo está disponible públicamente en https://helixomics.isglobal.org/

Referencia

Carlos Ruiz-Arenas, Carles Hernandez-Ferrer, Marta Vives-Usano, Sergi Marí, Inés Quintela, Dan Mason, Solène Cadiou, Maribel Casas, Sandra Andrusaityte, Kristine Bjerve Gutzkow, Marina Vafeiadi, John Wright, Johanna Lepeule, Regina Grazuleviciene, Leda Chatzi, Ángel Carracedo, Xavier Estivill, Eulàlia Martí, Geòrgia Escaramís, Martine Vrijheid, Juan R González, Mariona Bustamante. Identification of autosomal cis expression quantitative trait methylation (cis eQTMs) in children’s blood. eLife. 2022;11:e65310 DOI: 10.7554/eLife.65310